Проницаемость биологических мембран - Definition. Was ist Проницаемость биологических мембран
Diclib.com
Wörterbuch ChatGPT
Geben Sie ein Wort oder eine Phrase in einer beliebigen Sprache ein 👆
Sprache:

Übersetzung und Analyse von Wörtern durch künstliche Intelligenz ChatGPT

Auf dieser Seite erhalten Sie eine detaillierte Analyse eines Wortes oder einer Phrase mithilfe der besten heute verfügbaren Technologie der künstlichen Intelligenz:

  • wie das Wort verwendet wird
  • Häufigkeit der Nutzung
  • es wird häufiger in mündlicher oder schriftlicher Rede verwendet
  • Wortübersetzungsoptionen
  • Anwendungsbeispiele (mehrere Phrasen mit Übersetzung)
  • Etymologie

Was (wer) ist Проницаемость биологических мембран - definition

ФИЗИЧЕСКАЯ ВЕЛИЧИНА, ХАРАКТЕРИЗУЮЩАЯ СВОЙСТВА ДИЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ СРЕДЫ
Тангенс угла диэлектрических потерь; Абсолютная диэлектрическая проницаемость; Относительная диэлектрическая проницаемость
  • ультрафиолетовый диапазон]].
  •  Схематическое изображение ориентации диполей в диэлектрической среде под воздействием электрического поля
  • Зависимость действительной и мнимой составляющих диэлектрической проницаемости воды при 20 °C

Проницаемость биологических мембран      

важнейшее свойство биологических мембран (БМ), заключающееся в их способности пропускать в клетку и из неё различные метаболиты (аминокислоты, сахара, ионы и т.п.). П. б. м. имеет большое значение для осморегуляции и поддержания постоянства состава клетки, её физико-химический Гомеостаз; играет важную роль в генерации и проведении нервного импульса, в энергообеспечении клетки, сенсорных механизмах и др. процессах жизнедеятельности. П. б. м. обусловлена особенностями строения БМ, являющихся осмотическим барьером между клеткой и средой, и служит характерным примером единства и взаимосвязи между структурой и функцией на молекулярном уровне.

БМ проницаемы лишь для небольшого числа низкомолекулярных жирорастворимых веществ (глицерин, спирты, мочевина и др.). Такая проницаемость (простая диффузия) играет сравнительно малую роль в процессах переноса веществ через мембраны. Более важные процессы переноса (транслокации) веществ через БМ происходят с участием специфических систем транспорта. Предполагают, что эти системы содержат мембранные переносчики (белки или липопротеиды) и, возможно, ряд др. компонентов, осуществляющих связанные с транспортом функции (например, рецепторные). Переносчик (или их система) связывает переносимое вещество (субстрат) и может перемещаться в мембране. Если переносчики неподвижно фиксированы в БМ, то считают, что в БМ существуют специфические для переносимого вещества поры или каналы (рис. 1). Если переносчик связывается с субстратом путём невалентных взаимодействий (ионными, гидрофобными и др. силами), то такой процесс называется вторичной транслокацией; различают 3 её типа (рис. 2): облегчённая диффузия (унипорт), котранспорт (симпорт) и противотранспорт (антипорт). Механизм облегчённой диффузии не зависит от переноса др. веществ в клетку или из клетки. Этим способом переносится, например, глюкоза в эритроциты. Котранспорт - совместный транспорт двух (или более) веществ в одном направлении. Так, транспорт глюкозы и аминокислот через слизистые оболочки тонкого кишечника сопряжён с транспортом ионов Na+. Механизм противотранспорта подразумевает сопряжение переноса вещества в одном направлении с потоком др. вещества в противоположном направлении. Этим способом осуществляется противоположно направленный перенос ионов Na+ и К+ в нервных клетках (см. Мембранная теория возбуждения). Процессы сопряжённого транспорта (симпорт и антипорт) имеют большое значение в тех случаях, когда переносимое вещество движется против градиента концентрации (из области меньшей в область большей концентрации). Такой активный транспорт, в отличие от пассивного транспорта (по концентрационному градиенту), требует затрат энергии. Энергообеспечение активного транспорта достигается за счёт сопряжения вторичной транслокации с ферментативными реакциями разрыва или образования химических связей. При этом энергия химического превращения расходуется на поддержание осмотического потенциала или асимметрии по обе стороны мембраны.

Транспорт веществ через БМ, связанный с разрывом или образованием валентных связей, называется первичной транслокацией. Типичный пример такого процесса - работа "натриевого насоса" (См. Натриевый насос), сопряжённая с химической реакцией гидролиза богатого энергией аденозинтрифосфата (АТФ), катализируемого ферментом аденозинтрифосфатазой. Гидролиз АТФ сопровождается переносом ионов Na+ из клетки и поступлением в клетку ионов К+; предполагают, что переносчиком ионов К+ является свободный фермент, а ионов Na+ - фосфорилированный фермент, образующийся в ходе гидролиза АТФ. До сих пор не удалось выделить переносчиков из БМ клеток животных. У бактерий четко доказано (главным образом генетическими методами) существование переносчиков - т. н. пермеаз (См. Пермеазы), некоторые из них (например, М-белок - переносчик лактозы у кишечной палочки) выделены в чистом виде. Имеются данные, показывающие, что активный транспорт сахаров и аминокислот у бактерий сопряжён с окислением D-молочной комитеты. У некоторых бактерий обнаружено большое число "связывающих белков", которые, возможно, являются рецепторными компонентами соответствующих транспортных систем.

П. б. м. регулируется гормонами и др., биологически активными веществами. Так, некоторые стероидные гормоны, инсулин и др. увеличивают проницаемость мембран эритроцитов, мышечных и жировых клеток. П. б. м. возбудимых клеток (например, нервных) зависит от особых веществ - медиаторов (См. Медиаторы) (ацетилхолин и др.). На П. б. м. для ионов сильно влияют антибиотики (валиномицин, грамицидин, нонактин), а также некоторые синтетические полиэфиры. В исследованиях П. б. м. - одной из важнейших проблем молекулярной биологии (См. Молекулярная биология) - большое значение имеют модельные мембраны: липидные монослои, искусственные двухслойные мембраны, многослойные замкнутые мембраны (липосомы) и т.п. Для изучения П. б. м. широко применяются электро-химические, физические и химические методы. См. также Биологические мембраны.

Лит.: Биологические мембраны, М., 1973; Гершанович В. Н., Биохимические и генетические основы переноса углеводов в бактериальную клетку, М., 1973; Никольский Н. Н. Трошин А. С., Транспорт Сахаров через клеточные мембраны, Л., 1973; Ташмухамедов Б. А., Гагельганс А. И., Активный транспорт ионов через биологические мембраны, Таш., 1973; Mitchell P., Translocations through natural membranes, "Advances in Enzymology and Related Areas of Molecular Biology", 1967, v. 29; Kaback Н. R., Transport, "Annual Review of Biochemistry", 1970, v. 39.

В. К. Антонов.

Рис. 1. Транспорт веществ через биологическую мембрану с участием переносчиков: S - субстракт; X, Y, a, b, c, d, e - переносчики; А - транспорт с участием одного переносчика, Б - транспорт с участием двух переносчиков, В - транспорт по специфическому каналу (поре).

Рис. 2. Механизмы вторичной транслокации: S и R - субстраты, Х - переносчик; А - унипорт, Б - симпорт, В - антипорт.

проницаемость биологических мембран      
свойство биологических мембран пропускать различные вещества.
Отделение биологических наук РАН         
ОТДЕЛ РОССИЙСКОЙ АКАДЕМИИ НАУК
Отделение биологических наук АН СССР; ОБН РАН; Отделение биологических наук
Отделе́ние биологи́ческих нау́к Российской академии наук (ОБН РАН) — структурное подразделение Российской академии наук, в состав которого входят учёные, интересы которых лежат в области биологии, а также научные учреждения, исследования которых посвящены биологическим проблемам.

Wikipedia

Диэлектрическая проницаемость

Диэлектри́ческая проница́емость ( ε r {\displaystyle \varepsilon _{r}} и ε a {\displaystyle \varepsilon _{a}} ) — коэффициент, входящий в математическую запись закона Кулона для силы взаимодействия точечных зарядов q 1 {\displaystyle q_{1}} и q 2 {\displaystyle q_{2}} , находящихся в однородной изолирующей (диэлектрической) среде на расстоянии r 12 {\displaystyle r_{12}} друг от друга:

F = 1 4 π ε a | q 1 q 2 | r 12 2 , {\displaystyle F={\frac {1}{4\pi \varepsilon _{a}}}\cdot {\frac {|q_{1}q_{2}|}{r_{12}^{2}}},}

а также в уравнение связи вектора электрической индукции с напряжённостью электрического поля:

D = ε a E {\displaystyle \mathbf {D} =\varepsilon _{a}\mathbf {E} }

в рассматриваемой среде.

Вводятся абсолютная ( ε a {\displaystyle \varepsilon _{a}} ) и относительная ( ε r {\displaystyle \varepsilon _{r}} r, от лат. relativus [-a, -um] — относительный) проницаемости:

ε a = ε 0 ε r , {\displaystyle \varepsilon _{a}=\varepsilon _{0}\varepsilon _{r},}

где ε 0 {\displaystyle \varepsilon _{0}}  — электрическая постоянная.

Cам термин «диэлектрическая проницаемость» применяется и для ε r {\displaystyle \varepsilon _{r}} , и для ε a {\displaystyle \varepsilon _{a}} ; ради краткости, одну из этих величин (в российской литературе чаще ε r {\displaystyle \varepsilon _{r}} , в англоязычной ε a {\displaystyle \varepsilon _{a}} ) переобозначают как ε {\displaystyle \varepsilon } (из контекста обычно ясно, о какой проницаемости идёт речь).

Величина ε r {\displaystyle \varepsilon _{r}} безразмерна, а ε a {\displaystyle \varepsilon _{a}} по размерности совпадает с ε 0 {\displaystyle \varepsilon _{0}} (в Международной системе единиц (СИ): фарад на метр, Ф/м).

Проницаемость ε r {\displaystyle \varepsilon _{r}} показывает, во сколько раз сила взаимодействия двух электрических зарядов в конкретной среде меньше, чем в вакууме, для которого ε r = 1 {\displaystyle \varepsilon _{r}=1} .

Отличие проницаемости от единицы обусловлено эффектом поляризации диэлектрика под действием внешнего электрического поля, в результате которой создаётся внутреннее противоположно направленное поле. В области низких частот ω {\displaystyle \omega } значение проницаемости реальных сред ε r > 1 {\displaystyle \varepsilon _{r}>1} , обычно оно лежит в диапазоне 1—100, но для сегнетоэлектриков составляет десятки и сотни тысяч. Как функция частоты электрического поля величина ε r ( ω ) {\displaystyle \varepsilon _{r}(\omega )} слегка возрастает на участках вне полос или линий поглощения электромагнитного излучения данным материалом, однако вблизи линий или полос резко спадает, из-за чего высокочастотная диэлектрическая проницаемость ниже статической. Имеет место связь проницаемости и показателя преломления вещества: для немагнитной непоглощающей среды n 2 ( ω ) = ε r ( ω ) . {\displaystyle n^{2}(\omega )=\varepsilon _{r}(\omega ).}

Относительная диэлектрическая проницаемость ε r {\displaystyle \varepsilon _{r}} является одним из «электромагнитных параметров» среды, влияющих на распределение компонент вектора напряжённости электромагнитного поля в пространстве и описывающих среду в материальных уравнениях электродинамики (уравнениях Максвелла).